JPS6295938A - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） この発明は、２組の電力変換器の直流側同士を結合して
いる直流中間回路にバッテリーを備えている無停電電源
装置に関する。

（従来技術とその問題点） 第２図は無停電電源装置の従来例を示す主回路接続図で
ある。この第２図において、交流電源２からの交流電力
は第１電力変換器としての整流器３により直流電力に変
換されて第２を力変換器としてのトランジスタインバー
タ６に与えられるのであるが、整流器３を出力する直流
電力にはリップル分が含まれており、このリップル分は
直流リアクトル４と平滑コンデンサ５とで形成されるフ
ィルタにより取除かれる。それ故トランジスタインバー
タ６はこの平滑された直流電力を入力して交流電力に変
換し、これを負荷７に供給する。

整流器３の直流側とトランジスタインバータ６の直流側
とを結合している、いわゆる直流中間回路にはサイリス
タを使用したバッテリースイッチ１１を介してバッチＩ
Ｊ−１０が接続されている。

交流電源２から交流電力が供給されているときは、この
バッテリースイッチ１１はオフ状態にあるが、事故など
により交流電源２が停電すると、この停電を検出してバ
ッテリースイッチ１１は即座にオンとなり、直流中間回
路へは交流電源２の代りにバッテリー１０からの直流電
力が供給されるので、トランジスタインバータ６はその
まま運転を継続できる。よって負荷７への電力供給も中
断されることがない。

ところでバッテリー１０は規格上あるいは安全上の制約
から、その電圧には制限がある。一方整流器３やトラン
ジスタ６は、これらを構成している半導体素子の耐圧が
許容される範囲で極力その電圧を高くすれば通電電流が
少なくてすむことから小形になりコストも低下する。し
かしバッテリー１０の電圧に制約されてこれら整流器３
やトランジスタインバータ６の電圧は任意の値にするこ
とができず、従ってこれらの装置を小形・低コス定する
こととし、たとえばバッテリー電圧を昇圧チョッパによ
り昇圧させるようにして両者の電圧を一致させる方法も
ある。しかしこの場合は昇圧チョッパに動作のおくれが
あるので、交流電源２が停電したときに負荷７に印加さ
れる電圧が変動したり、瞬間的な停電を生じたりするこ
とがあるが、負荷７がコンピュータなどの場合には、こ
のような現象はあってはならないので、やむを得ず第２
図に示す従来例回路を使用することが多い。

（発明の目的） この発明は、バッテリー電圧に関係なく最適な直流中間
回路電圧を選定できるとともに、電源が停電すれば素早
くバッテリーに切換えて無停電運転を継続できる無停電
電源装置を提供することを目的とする。

（発明の要点） この発明は第１１！力変換器の直流側と第２電力変換器
の直流側とを結合している直流中間回路とバッテリーと
をチョッパを介して結合することにより、バッテリー電
圧と直流中間回路電圧とを別個に最適な値に選定すると
ともに、直流中間回路に設けられているフィルタ用の直
流リアクトルと、チョッパの構成要素であるリアクトル
とを磁気結合させておくことにより、交流電源が停電し
た場合、バッテリーからチョッパを介して直流中間回路
に送出される直流電力が素早く立上って、負荷の電圧変
動や瞬間的な停電を回避しようとするものである。

（発明の実施例） 第１図は本発明の実施例を示す主回路接続図である。こ
の第１図において、交流電源２からの交流電力は第１電
力変換器としての整流器３によって直流電力に変換され
、さらに第２を力変換器としてのトランジスタインバー
タ６により再び交流電力に変換されたのち、負荷７にこ
の交流電力を給電するようになっている。ここで整流器
３から出力される直流電力にはリップル分が含まれてい
るので、２つの巻線を有するリアクトル２３の第１巻線
２３Ａと平滑コンデンサ５とにより形成されるフィルタ
がこのリップル分を除去するので、トランジスタインバ
ータ６には平滑な直流電力が与えられることになる。

直流中間回路電圧とバッチＩＪ−１０の電圧とはそれぞ
れが別個に最適な電圧を選定する。すなわち直流中間回
路電圧は、整流器３やトランジスタインバータ６のコス
トが最小になるように極力高い電圧が選定されるので、
一般にバッテリー電圧はこれよりも低い値となる。そこ
でバッテリー１０からの直流電力は昇圧チョッパを介し
て直流中間回路に供給されるようになるが、この昇圧チ
ョッパは第１図に示すようにサイリスタ２１とダイオー
ド２２とリアクトル２３の第２巻線２３Ｂとで構成され
ている。

交流電源２から交流電力が供給されているときは、直流
中間回路からバッテリー１０へ流入する電流はダイオー
ド２２で阻止されているが、この交流電源２が停電した
ことが図示していない検出装置で検出されれば、直ちに
サイリスタ２１がオン・オフ動作を開始することにより
バッテリー電圧が直流中間回路電圧まで昇圧されて交流
電源′２の代りにこのバッテリー１０が電力の供給を開
始する。

交流電源２が停電してもインバータ６への入力電圧が変
動したり瞬間的に遮断されたりするのを防ぐには、昇圧
チョッパの応答を早くしてこれの起動時間を短縮させな
ければならない。そのためにはスイッチング素子すなわ
ちサイリスタ２１の動作周波数を高め、昇圧チョッパを
構成するりアクドルを小さくして電流値を増大させるな
どの方策を講じなければならないが、これはスイッチン
グ素子としてのサイリスタ２１の能力で連応性能が制限
されることになる。

本発明においては、直流中間回路に設けられるフィルタ
用のりアクドルと、昇圧チミッハヲＩＩ　ｔするリアク
トルとを、たとえば同一鉄心で構成するなどにより、相
互に磁気結合させることで昇圧チョッパの連応性能を確
保する。すなわち第１巻線２３Ａと第２巻線２３Ｂとを
同一鉄心に巻回することで相互に磁気結合されたりアク
ドル２３を形成し、これの一方の巻線である第１巻線２
３Ａがフィルタ用リアクトル、他方の巻線である第２巻
線２３Ｂが昇圧チョッパ用リアクトルとしての役目を果
たすように回路を構成している。このように構成するこ
とにより、昇圧チョッパが起動するときに第１巻線２３
Ａに流れていた電流に対応して第２巻線２３Ｂの電流す
なわち昇圧チョッパの電流も直ちに立上って起動時間を
短縮させる。

なおバッテリー１０は適当な手段により常時充電されて
いるが、この充電手段は本発明とは直接の関係がないの
で、その図示は省略している。

（発明の効果） この発明によれば、交流電源から第１電力変換器と第２
電力変換器とを介して負荷に電力を供給するとともに、
前記両電力変換器の直流側同士を結合している直流中間
回路には昇圧チョッパを介してバッテリーが接続されて
、交流電源が停電しても負荷に供給する電力が中断され
ないようにして、直流中間回路電圧をバッテリー電圧と
は無関係に自由に選定することで装置の小形化と低価格
化を図っている。さらに直流中間゛回路に設けられてい
るフィルタ用リアクトルと、上記の昇圧チョッパ用のり
アクドルとは相互に磁気結合されるように構成すること
で当該昇圧チョッパを素早く応答させることができるの
で、交流電源停電時に負荷に印加されている電圧の変動
をも極小に抑制することができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す主回路接続図であり、第
２図は無停電電源装置の従来例を示す主回路接続図であ
る。 ２：交流電源、３：第１を力変換器としての整流器、４
：直流リアクトル、５：平滑コンデンサ、６：第２電力
変換器としてのトランジスタインバータ、７：負荷、１
ｏ：バッテリー、１１：バッテリースイッチ、２１：サ
イリスタ、２２：グイオード、２３：リアクトル、２３
Ａ　：第１巻線、２３Ｂ　：第２巻線。 ブ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）交流電源に接続された第１の電力変換器が出力する
   直流電力の脈動分を直流リアクトルとコンデンサとで構
   成されたフィルタにより除去し、この平滑された直流電
   力を第２の電力変換器に入力させて負荷に供給する交流
   電力を得るとともに、前記交流電源が停電すればバッテ
   リーを前記フィルタが設けられている直流中間回路に接
   続してこのバッテリーから直流電力を供給するように構
   成されている無停電電源装置において、前記バッテリー
   と直流中間回路との間には両者の電圧を一致させるチョ
   ッパを介在させ、かつ当該チョッパを構成しているリア
   クトルと前記フィルタを構成している直流リアクトルと
   を相互に磁気結合させたことを特徴とする無停電電源装
   置。